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受中亚和伊朗地区干燥亚热带大陆气流的影响，土库曼斯坦夏季气温显著升高。
在土库曼斯坦，不同地区全年气候和天气变化差异显著。
夏季，干燥的亚热带大陆气流从南部吹来，导致土库曼斯坦气温急剧上升，并引发有害的干燥热风。这些热风经过南部山区后进一步脱水和加热，形成焚风效应，这种效应在科佩特山前地带尤为常见，且可向北延伸上百公里。夏季，土库曼斯坦境内还能形成干燥的亚热带大陆气流，这种气流可向北扩散至遥远的地区，甚至到达乌拉尔山和俄罗斯中部。
土库曼斯坦是中亚地区最炎热的国家。历史上，在距离土库曼纳巴特市西南70公里的雷佩泰克气象站，曾记录到极端高温：在阴凉处温度高达50℃，而沙漠表面温度可达75～80℃。在这种高温下，鸡蛋和面饼放在沙地上都能被烤熟。
土库曼斯坦不仅有炎热的夏季，冬季也可能非常寒冷。1969年冬季，中卡拉库姆沙漠东部的切什梅镇曾记录到零下35℃的低温。1月份，土库曼斯坦北部平均气温为零下4～6℃，西南部为零上6℃，阿什哈巴德地区为零上2.5℃（历史最低温度为零下25.8℃）。7月份，沙漠地区平均气温为32～33℃，里海沿岸和阿姆河三角洲地区稍低，为26～30℃，而科佩特山区平均气温为15～20℃。
土库曼斯坦是中亚阳光照射最强烈的国家，许多地区全年日照时间长达250～240天。这种充足的日照为棉花种植，尤其是珍贵纤维棉的生长提供了充足阳光。
在土库曼斯坦，局部地区蒸发量是降雨量的20倍以上。大部分地区年降雨量仅有100～150毫米，只有南部、科佩特山前平原、东南部巴赫德兹丘陵和卡拉比尔高地的年降雨量可达250～400毫米。卡拉博加兹戈尔湾周边地区是土库曼斯坦最干旱的地方，年降雨量仅为80毫米，且降水主要集中在冬春季节。
空气干燥是土库曼斯坦气候的一个典型特征。夏季，空气相对湿度可低至3%～5%，只有绿洲及其附近地区湿度稍高。在里海沿岸及其附近地区，夏季空气湿度较高，且常有雾出现。
土库曼斯坦的气候还具有空气含尘率高的特点。高含尘率导致白天空气被强烈加热，而夜晚气温则迅速下降。
大风是土库曼斯坦的另一个典型气候特征。西部地区常有强风，风速可达20～25米/秒，甚至高达30～50米/秒。全国大部分地区平均风速为2～4米/秒。沙尘暴频繁发生，有时甚至造成灾难性后果。例如，1968年，阿什哈巴德市区及郊区曾遭受来自伊朗的沙尘暴袭击，风速高达34米/秒，大量沙尘被扬起，能见度降为零，导致数千公顷农作物被毁，平均每公顷土地降下20～30吨沙尘。2010年夏季，一场强风暴席卷土库曼斯坦，阿什哈巴德市部分树木和不坚固建筑被摧毁，电线杆被刮倒，造成人员伤亡。在阿姆河流域，近40年来共发生7次龙卷风，其中4次具有毁灭性。5次龙卷风发生时，雨水和“活物”一起降落：1963年5月，代纳乌村庄附近出现“蛙雨”；1965年8月22日，达尔干纳塔村庄附近出现“鱼雨”和“蛙雨”；1967年4月20日，达尔干纳塔村庄附近再次出现“鱼雨”和“蛙雨”；1969年5月17日，果伊滕达克村庄出现“蛙雨”；1987年3月19日，代纳乌村庄附近发生龙卷风，将人卷至三米高空并抛至12米以外。
在土库曼斯坦，春季是一年四季中气候最为宜人的季节。春季通常从2月底或3月初开始，北部地区则从3月底开始，科佩特山区则要到4月。春季虽然阳光明媚、天气温暖，但天气变化无常，有时晴朗温暖的日子会突然被多云、潮湿和寒冷的天气取代。3月还可能出现短暂的降雪。山区降雨量丰富，常引发洪水和泥石流，雷暴天气夹杂冰雹也时有发生。春季是农业繁忙季节，3月开始播种棉花和蔬菜，同时进行剪羊毛作业。然而，春季的洪水、冰雹和霜冻也对农业造成很大损害。山区的积雪通常要到5月甚至6月才会完全融化，融化的雪水为科佩特山、巴尔汉山和库吉唐套山脉的溪流提供了补给。春夏交替的时间非常短暂，5月下旬气温迅速升高，降雨量急剧减少，植被开始枯萎，但科佩特山北麓的草地绿色可延续至7月。
土库曼斯坦的夏季干燥且异常炎热，气温常常超过40℃，最高可达45～50℃。在许多地方，夏季几乎没有降雨，只有里海沿岸、佩特山和巴尔汉山区的温度稍低，且偶有降雨。到8月底，夜间温度才会略有下降，但白天高温天气会一直持续到9月中旬。9月底，大部分地区白天温度在25～30℃之间，山区夜间可能出现霜冻。进入10月，天气开始发生显著变化，降雨增多，白天气温可降至10℃以下，山区开始降雪。到10月，平原地区的降雪和霜冻已较为常见，北部地区夜间温度可降至零下15℃。
土库曼斯坦的冬季寒冷且潮湿，只有西南地区、苏姆巴尔和恰滕尔山谷等北极冷空气无法到达的地方才有温暖天气。冬季，随着北极寒流来袭，北部气温可降至零下30℃，南部可降至零下20℃。寒流持续时间长，常造成巨大损失。例如，2008年冬季是数十年来最冷的一个冬季：北部寒冷天气持续了近两个月，气温有时降至零下31℃，南部气温也降至零下20℃。阿姆河120年来第二次结冰，但由于采取了有效措施，未发生冰塞和严重洪水灾害。土库曼巴希湾也出现结冰现象。2008年冬季，数以万计的越冬候鸟在土库曼斯坦境内被冻死。与此同时，土库曼斯坦也会出现暖冬，冬季温度可达零上20～25℃。例如，2004年2月，气温曾高达零上33℃。冬季，随着西北强冷空气的到来，常有强降雪。例如，2011年2月，阿什哈巴德积雪深度达16厘米，而科佩特山周围地区最大积雪深度可达50～70厘米。
土库曼斯坦的气候和天气对农业发展影响深远。其气候条件特别适合棉花种植，干燥的空气、较长的无霜期等条件为喜暖植物的生长提供了良好环境，温暖的秋季也有利于农作物的收获。
土库曼斯坦充足的阳光为其发展太阳能技术提供了广阔前景。土库曼斯坦太阳能研究所已有数十年历史，为国家合理利用太阳能发展国民经济提供了技术理论和实践方法。
土库曼斯坦是整个中亚地区水资源最为匮乏的国家，水是国家最宝贵的资源，不仅具有经济意义，更具有战略意义。
土库曼斯坦气候干燥，降水蒸发迅速，地表径流极少。西部和中部地区没有河流，仅东部和南部边缘地带分布着几条规模较小的河流，这些河流在夏季会变浅甚至干涸。所有河流均未流入大洋，河水主要用于灌溉，或者消失在荒漠中，或者注入内陆湖泊。土库曼斯坦的主要河流包括阿姆河、穆尔加布河、捷詹河、阿特列克河以及卡拉库姆运河。此外，科佩特山脉中也有一些小型溪流。
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